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浅谈机械化保护性耕作技术
浏览: 发布日期:2017-03-02
小麦机械化保护性耕作技术自2000年开始在我市实验示范推广,至2013年全市累计推广13万亩,一直推而不广,推广10多年来仅收获两个硕果,一是阜城县阜城镇对寨村,该村连续10多年应用保护性耕作技术种植小麦,目前也是全市甚至全省唯一一个整村推进保护性技术的村庄,二是景县连镇南街农机专业户杨光、自己拥有4台小麦免耕播种机连续8年为周围农户提供免耕播种服务,年播种小麦2000-3000亩.
自2014年该技术被列入地下水压采综合治理农业种植项目,2014年全市完成18万亩,2015年完成10.8万亩,技术推广应用实现了极大的突破,但是很多技术人员、政府官员、农民群众仍有困惑,该技术项目节水还是费水?增产还是减产?旋耕播种一体化模式属于不属于机械化保护性耕作技术?在这里借这个平台浅淡一下机械化保护性耕作技术,既有机械化保护性技术的基本知识、也有通过查资料所了解的情况、更有我市工作的实际情况包括个人的对该性技术看法,有不妥之处希望各位领导、专家、同事们批评指正。
一、保护性耕作技术的概念
保护性耕作的概念
1、联合国粮油组织:对土壤尽可能少的扰动、地表永久秸秆覆盖、提倡轮作。
  美国:播种后地表秸秆覆盖率达30%以上,(以30%为界),耕作类型:免耕、残茬覆盖耕作、少耕。
 欧洲:任何能够减少改变或者消除耕作、避免秸秆焚烧、以保留足够的地表覆盖。
2、农业部定义:对农田实行免耕、少耕,用作物秸秆覆盖地表,减少风蚀、水蚀,提高土壤肥力和抗旱能力的先进农业耕作技术。
3、保护性耕作的基本特征:不翻耕土地、地表有秸秆或者根茬覆盖。
二、保护耕作技术的起源以及在国内外的应用情况
2.1保护性耕作的起源
保护性耕作是人们遭遇严重水土和风沙危害的惨痛教训之后,逐渐研究和发展起来的一种崭新的耕作方式。
20世纪20-30年代,美国采用大型农业机械大面积、多频次翻耕农田,由于当时气候持续干旱,土地沙化严重,发生了震惊世界的“黑风暴”
第一次1931年从美国西部刮起的大风暴横扫美国大平原,厚达5-30厘米的表层土壤被吹走,30多万公顷农田被毁。
第二次1934年5月的第二次黑风暴,连续3天,横扫美国近三分之二的国土,3亿多吨表土被卷进大西洋,毁掉耕地300万公顷,当年美国冬小麦减产510万吨,16万农民倾家荡产,南部各州近四分之一的人口被迫迁移。
“黑风暴”推动了人们对传统耕作方法的反思和对保土保水新方法的探索。
 1935年美国成立了土壤保持局,组织土壤、农学、农机等领域专家,开始研究改良传统耕翻方法,研制深松铲、凿式梨等不翻土的农机具,试验、推广少耕、免耕等新型耕作技术。美国人痛定思痛和数十年尝试的结果?保护性耕作(有效扼制了沙尘暴的再度猖獗、减少了水分蒸发、改善了土壤结构、提高了土壤肥力、节约了生产成本并且增加了作物产量,提高了经济效益),成为一种先进的农业生产技术。
2.2保护性耕作技术在国际上的发展
目前,美国、加拿大、澳大利亚已经基本取消了铧式犁翻耕。美国60%,澳大利亚、加拿大80%,巴西、阿根廷70%,欧洲14%以上的耕地实行了不同类型的保护性耕作技术,
全世界应用保护性耕作的国家达到70多个,保护性耕作面积已占耕地总面积的10%以上,并继续呈现快速发展之势
 2.3我国保护性性耕作的应用情况
20世纪70年代末,我国开始引进、试验和示范少免耕、深松、秸杆覆盖等单项保护性耕作技术,但由于受到技术、机具和社会发展水平的制约,这些技术只在少数地区小规模试验示范,推广应用面积不大。
20世纪90年代以来,随着现代农业技术的进步,保护性耕作研究和示范工作开展迅速。所采取的措施:
1992年开始,在国家科技攻关项目、农业部项目、澳大利亚国际农业研究中心项目的支持下,中国农业大学与山西省农业局、澳大利亚昆士兰大学、中国农科院等合作,在山西省开始了农机农艺相结合的保护性耕作系统试验研究。经过10多年持续的试验,完成了保护性耕作在我国的适应性研究,证明保护性耕作在我国是适合的、可行的,可以在北方大面积推广。以此来解决生态环境保护、增产增收、促进旱区农业可持续发展。
取得的成果:
  2002年农业部启动“保护性耕作示范工程”项目,保护性耕作在我国北方全面示范推广。
  2003年、2004年农业部分别向全国推荐了一批小麦免耕播种机、玉米免耕播种机。保护性耕作在北方大面积推广应用的技术条件逐步成熟。
  实践证明,保护性耕作的实施,降低了耕作成本,增强了地力,减轻了水土侵蚀,提高了土壤蓄水保墒能力,为实现粮食连年增产做出了突出贡献。据测算,保护性耕作与传统耕作比较,一季作物可减少作业工序3~4道,省工5~8个/亩,节省柴油约3.2公升/亩,节水35~65立方米/亩,减少化肥投入量10%左右,增产5%~15%,综合经济效益达80元/亩左右。
2.4我市保护性耕作技术开展应用情况
自2000年开始,在基本普及玉米免耕播种的基础上,我省组织省内农机科研和生产企业,研制、开发小麦免耕覆盖播种机,在全省不同类型区进行小麦免耕播种技术的试验、示范、推广工作。我市桃城、阜城、冀州等县市区开始了小面积的试验、示范工作。
阜城县2004年---2007年、2010年承担了国家级机械化保护性耕作示范推广项目。故城县2008年和2009年项目县,2011年景县承担了国家级机械化保护性耕作示范推广项目。全市实施保护性耕作面积13万亩 。
2014年小麦保护性耕作节水技术作为地下水综合治理农业项目之一,2014年全市完成18万亩;2015年全市完成10.8万亩。
三、保护性耕作技术的主要内容
3.1保护性耕作的主要内容
   机械化保护性耕作有四项内容:
                1、 秸秆与表土处理
                2、免耕播种施肥
                3、杂草及病虫害防治
                4、深松
1、秸秆与表土处理
秸秆与表土处理作业秸秆覆盖均匀,覆盖率不低于30%;玉米留茬覆盖处理的茬高应不低于30厘米。秸秆覆盖量一般高求是每亩200公斤为宜,秸秆过高,应采取一些处理措施。当覆盖不均或地表不平时,可以进行表土处理。表土处理主要包括:浅松机浅松、圆盘耙耙地和旋耕机浅旋。
2、免耕播种施肥
免耕播种施肥就是前茬作物收获后不经任何耕作,直接用免耕播种机一次完成破茬开沟、施肥、播种覆土、镇压作业,少耕播种就是在播种前经过必要的地表作业(耙地、浅松),在用免耕播种机进行施肥播种,以提高播种质量。免耕播种作业要求作业无堵塞、播种质量好,深施化肥在种测下5厘米。对一年两熟高产地块的免耕种床,播种后,种带上方秸秆覆盖率不要超过30%,以利于作物出苗。
3、杂草及病虫害防治控制杂草,提倡喷药、机械、人力、生物防治等多种措施相结合。防治病虫害必须做到高效、低毒、低残留,使用先进可靠的施药机具,采用安全合理的施药方法。一是对作业地块病虫害情况做好预测;二是对种子进行包衣或拌药处理;三是根据苗期作物生长情况进行药物喷洒。
4、深松。保护性耕作取消了翻耕,但机器作业及人畜仍不断压实土壤。因此,为利于作物根系发育,隔一段时间就需要对土壤进行深松。
深松的作用:
①打破犁底层
②提高土壤的蓄水能力
③调节土壤三相比,改善土壤结构
④减少降雨径流,减少土壤水蚀
⑤消除由于机器进地作业造成的土壤压实
3.2保护性耕作技术主要技术模式
1、玉米联合收获(或人工摘穗)→机械秸秆粉碎还田→小麦免耕施肥播种(底墒充足)→小麦田间管理(机械喷施除草剂、追肥、病虫害防治)→小麦联合收获酌情机械深松(每2-3年深松一次)玉米免耕覆盖播种 玉米田间管理(机械喷施除草剂、追肥、病虫害防治)。
2、玉米人工摘穗→小麦免耕播种(底商充足)→小麦田间管理(机械喷施除草剂、追肥、病虫害防治)→小麦联合收获酌情机械深松(每2-3年深松一次)玉米免耕覆盖播种 玉米田间管理(机械喷施除草剂、追肥、病虫害防治)。
3.玉米青储→小麦免耕施肥播种(底墒充足)→小麦田间管理(机械喷施除草剂、追肥、病虫害防治)→小麦联合收获酌情机械深松(每2-3年深松一次)玉米免耕覆盖播种 玉米田间管理(机械喷施除草剂、追肥、病虫害防治)。
3.3保护性耕作技术与传统耕作技术的不同
耕作方式历史:人类由不耕作到刀耕火种,由刀耕火种到汉代发明铧式犁进入传统人畜力耕作,从80年代开始,随着农业机械的增长,才由传统人畜力耕作逐渐过度到机械化耕作。近年来,保护性耕作处在不断地试验、示范和推广过程中。
传统耕作:为了控制杂草、病虫害,营造良好地播种环境和种子发育环境,人们创造了耕耙播收等传统耕作方式。
传统耕作方式造成了沙尘暴、有机质减少、肥力下降、农业可持续发展受到严重挑占。研究表明,环京津地区沙尘暴中悬浮在空中的尘埃,有70%来自于裸露的农田和退化的草地。
传统耕作依靠机械手段,可以立即疏松土壤,但疏松后的土壤会不断被压实和自然回实; 需要经常耕作,才能保持疏松状态。
保护性耕作的松土不需要外力,是缓慢、自然进行的过程,疏松土壤形成后,可自然恢复、保持疏松,不需要再耕作。保护性耕作后的土壤松土通过四种途径:一是根系松,二是蚯蚓松土,三是结构松土,四是胀缩松土。作物根系不断穿插、分割土壤、在其死亡和被分解后形成大大小小的空隙,使土壤三相比得到调整。土壤微生物分解作物残体,为作物提供矿物质营养,同时形成腐殖质,把土粒胶结成团粒。蚯蚓被誉为生物犁,其活动留下的地下渠道不会被翻耕等截断或破坏,从而创造一个结构良好、孔隙度高的表土层;同时地下渠道的数量随着免耕的连续二逐渐积累,从而在一定年限内代替土壤耕作的作用。
保护性耕作取消了铧式犁翻耕,尽量减少耕作,利用除草剂进行除草,化肥采用深施。
3.4保护性耕作关键机具
由于保护性耕作作业要求比较高,其机具的结构和性能一般比传统机具复杂而且要求高。关键的保护性耕作机具是免耕播种机,深松机与浅松机。其他机具可以使用传统机械,如喷雾机、秸秆粉碎机、圆盘耙等。
1、免耕施肥播种机
免耕施肥播种机除要有传统播种机的开沟、播种、施 肥(少量)、覆土、镇压功能外,一般还必须有清草排堵、 破茬入土、种肥分施和地面仿形功能,以满足免耕覆盖地的特殊要求。
a.清草排堵功能
b.破茬入土功能
c.种、肥分施功能
d.地面仿形功能
目前我市主要应用的免耕施肥播种机有:农哈哈牌、、西安亚奥、山东郓城、豪丰牌、大华等几种机型。
3.5保护性耕作技术的效果
根据多年的试验研究和生产实践,保护性耕作与传统耕作相比有以下八方面效益:
1)减少径流(水流失)60%、水蚀(土壤流失)80%左右;
2)减少风蚀(农田扬沙),抑制沙尘暴;
3)不烧秸秆、减少大气污染;
4)增加土壤贮水量14%~15%,提高水分利用效率15%~17%;
5)增加土壤肥力,土壤有机质提高0.03%,速效氮提 高1.2%、速效钾提高0.8%;
6)提高小麦、玉米产量15%~17%;
7)减少作业工序,降低作业成本; 亩节省用工40元左右。
8)增加农民收入20%~30%。
1、节水:保护性耕作具有增强土壤的蓄水保水能力,提高降水利用率的特殊功能。天然降水主要分为径流损失、蒸发损失和农作物利用三部分。由于大量的秸秆残茬覆盖地表,减少了地表径流和地表水分蒸发,增强了土壤的蓄水功能,起到了抗旱保墒的作用。据初步调查,免耕播种地块比普通平播地块平均少浇一水,但沟播第一次用水量要多用10-30立方水,第二、三遍用水相对较少。免耕播种含水量要比平播含水量高,其抗旱能力表现要强。保土、保水、保肥效果比较明显。
2、省工。传统工艺:玉米联合收获-旋耕整地-播种-镇压。保护性耕作工艺:玉米联合收获、小麦免耕播种。保护性耕作让传统耕作模式的五步变成了二步,旋耕、播种、施肥、覆土、镇压一次完成,有效减少了耕作次数和作业环节。实践证明亩节省作业成本40元/亩。
3、环保。一是抑制了秸秆焚烧、提高了秸秆利用率,减少了大气污染。二是秸秆覆盖抑制了沙尘暴。
4、培肥地力。秸秆覆盖还田增加了土壤有机质、改良了土壤结构,培肥了地力。
5、增产。在理论上讲保护性耕作技术增产是肯定的。其增产机理是一是增加了土壤水分,二是培肥了地力,三是延长了作物生长期。(玉米特别明显)。在实际生产中由于一些技术环节出现了问题而造成减产。
2014年我市小麦免耕播种技术项目小麦产量有两个县增产(深州、景县),增产幅度在50-100斤;两个县持平(武邑、故城);七个县减产,最高减产10%。减产的主要原因:1、小麦抢墒播种造成出苗不齐、缺苗断垄。2、机手操作水平低(大部分机手第一次使用免耕播种机)作业质量不高。
阜城县崔庙镇刘胡村保护性耕作产量情况。免耕早播地块亩产529.2公斤(10.9播种),免耕晚播地块亩产533.4公斤(10.15播种),普通平播早播地块平均亩产538.3公斤,普通平播晚播地块平均亩产540.3公斤,小麦免耕播种产量略低于普通平播产量,播种时间、小麦品种、播种量均相同,施肥量为含有效成份45%的复合肥40公斤,
景县津龙养殖场测产情况:小麦品种石优20、采取三点取样,行距33厘米,一米双行平均498穗,单穗粒数33.5个,亩穗数49.8穗,千粒重38.1克,亩产635公斤,理论产量540.2公斤/亩。
武邑县前怀甫,小麦品种石家庄8号,亩穗数42.1万,穗粒数39.1个,千粒重39.6克,测产553.7千克/亩。
河南农业大学对保护性耕作技术对小麦产量的影响进行了研究:在小麦产量上:深耕>旋耕>免耕;在经济效益分析上:旋耕>免耕>翻耕;在劳动效率上:免耕>旋耕>翻耕。
五、主要经验与体会、存在的问题及建议
1、行政推动和市场运作相结合是推广小麦保护性耕作技术的重要手段。市场运作更具有活力。如果说2014年小麦保护性耕作节水技术推广模式以行政推动为主,其主要推广模式:(1)政府(农牧农机部门+农机合作社(农机户)+农户+质检(2)政府(农牧部门)+农机合作社+农场等新型经营主体+质检。2015年的实施则是市场运作的比例越来越大,成效显著。作业模式增添了(3 )农牧部门+农场+质检,而且2015年项目实施新型经营主体比例大,种植大户、家庭农场、合作社等农业规模主体实施面积4.56万亩,占总面积的44%。
2、选择可靠适用的机具是推进小麦保护性耕作项目的关键.每一项保护性耕作技术大面积的推广应用都和和先进适用的农机具密不可分。2014年项目完成后,总站就组织技术人员了解去年不同类型免耕播种机作业效果、小麦产量以及机手收益情况,在广泛征求各县市区农机部门、项目区群众和机手意见的基础上,确定今年小麦保护性耕作主推机型。9月6日、8日,市农机管理总站分别在安平、故城召开小麦保护性耕作机具演示培训会,我市小麦保护性耕作主推机具进行了现场演示,各县市区农机部门和承担作业的机手观摩了现场演示。通过观摩主推机具作业演示,增强了做好小麦保护性耕作的信心。为增加免耕播种机保有量,确保完成作业任务,各县市区均把免耕播种机作为今年敞开补贴品种,同时,各县市区农机部门优先对大中型拖拉机、免耕播种机进行补贴,为今年小麦保护性耕作提供了装备支撑。今年新增免耕播种机170台。
3、机手是农机新技术推广的骨干力量。生产力的三要素:劳动者、劳动工具和劳动对象。其中劳动者是最活跃的因素。农机手是目前农村先进生产力的代表,是新技术推广的骨干力量。尤其是小麦保护性耕作技术机手技术素质的高低直接影响了了小麦的出苗情况、也决定了小麦的产量水平。对寨村作业最多质量最好的机手用的是第一代农哈哈免耕播种机。
存在问题:
一、是宣传不够深入。转变群众传统种植观念,提高机手技术操作水平,需要广泛深入的宣传和培训。实际工作中,个别县市存在宣传覆盖面不广、群众认识不到位和机手技术水平参差不齐的现象。
二、是保护性耕作机具应进一步改进。保护性耕作技术省钱省力省时,群众非常欢迎。但是,保护性耕作机具厂家技术革新力度不够,免耕播种机作业效率较低,故障率较高,机具的作业能力与群众和机手的要求相比还有较大差距。
建议:
1、项目选择在具有规模经营的农民合作社、家庭农场、种粮大户等新型经营主体实施。
2、做好农机手的技术培训,在项目经费上设立专项培训经费培训机手。
3、改进机具、提高作业效率。尤其解决好高产地块秸秆量过大和玉米联合收获机轮子压实玉米秸秆后还田效果差的难题。郓城免耕播种机去掉深松设施、降低机具价格、降低配套动力。
4、大力推广玉米联合收获、秸秆还田、免耕播种一条龙作业模式,确保作业质量。

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